第二节 电解池（举一反三专项训练，广东专用）【上好课】化学人教版选择性必修1

第二节 电解池 题型01 电解原理和电解池 题型02 电极池阴阳极的判断 题型03 电极产物的判断及电极反应式书写 题型04 电解过程微粒浓度的变化和复原 题型05 电解池有关计算 题型06 原电池、电解池综合考查 题型07 电解原理的应用 题型01 电解原理和电解池 1、电解： 使电流通过电解质溶液（或熔融电解质），而在阳极、阴极引起 氧化还原 反应的过程叫电解。 2、探究用惰性电解电解CuCl2溶液（电解原理） （1）通电前： 溶液中存在的离子有 Cu2+ 、 Cl- 、 H+ 、 OH- ，通电前离子在溶液中作 无规则不定向的 运动。 （2）通电时（两电极材料均为石墨） ①在电场的作用下，溶液中的离子作 定向 运动，阴离子移向 阳 极，阳离子移向 阴 极； ②离子放电： 阳极反应： 2Cl- -2e- = Cl2↑ ，（ 氧化 反应） 阴极反应： Cu2++2e- = Cu ，（ 还原 反应） 3、电解池： （1）将 电能 转化为 化学能 的装置叫做电解池（也成电解槽）。 （2）构成条件： ①直流电源 ②两个电极 ，阳极接电源 正极 ，阴极接电源 负极 ③电解质溶液（或熔融电解质） ④形成 闭合 回路 【典例1】（24-25高二上·广东·阶段练习）下列装置能实现化学能直接转化为电能的是 A．电解冶炼金属钠 B．铜锌原电池 C．火力发电 D．太阳能电池 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．电解冶炼金属钠，属于电解池，是将电能转化为化学能，A不符合题意； B．铜锌原电池是将化学能直接转化为电能，B符合题意； C．火力发电的能量转化形式为：燃料的化学能→蒸汽的热能→机械能→电能，属于化学能间接转化为电能，C不符合题意； D．太阳能电池是将太阳能转化为电能，D不符合题意； 故选B。 【变式1-1】（24-25高二上·广东湛江·期末）用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则表中各项所列对应关系均正确的是 选项 X极 实验前U形管中液体 通电后现象及结论 A 正极 CuCl2溶液 b管中有气体逸出 B 负极 H2SO4溶液 溶液pH升高 C 正极 NaCl溶液 U形管两端滴入酚酞后，b管中溶液呈红色 D 负极 AgNO3溶液 a管中电极反应式是2H2O-4e-=O2↑+4H+ A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．X为正极，a为电解池的阳极，则b极为阴极，电解氯化铜溶液时，Cu2+在阴极被还原为单质铜，b管无气体逸出，故A错误； B．电解H2SO4溶液的实质是电解水，所以H2SO4的浓度会增大，pH降低，故B错误； C．电源X极为正极，a管中石墨电极为阳极，b管中石墨电极为阴极，电解NaCl溶液时，H+在阴极区放电，Cl-在阳极区放电，故阴极区有大量的OH-，滴入酚酞后，b管中溶液呈红色，故C正确； D．电源X极为负极，则a管为阴极，电解硝酸银溶液时，阴极反应为Ag++e-=Ag,故D错误； 故选：C。 【变式1-2】（25-26高二上·广东汕头·阶段练习）下图是一个用石墨作电极电解稀溶液的装置，电解液中事先加有指示剂，此时溶液呈红色(指示剂变色的pH范围是，酸性溶液中呈红色，碱性溶液中呈黄色)。在电解过程中，有关电极的叙述正确的是 A．A管溶液由红色变为黄色 B．B管溶液由红色变为黄色 C．检验A管中产生的气体可以用带火星的木条 D．A管中发生的电极反应 【答案】A 【分析】A电极与电源负极相连，A是阴极，阴极反应式为 ；B电极与电源正极相连，B是阳极，阳极反应式为。 【详解】A．A管连接电源负极，为阴极，阴极发生还原反应：，生成OH-使溶液碱性增强，所以A管溶液由红色变为黄色，故A正确； B．B电极与电源正极相连，B是阳极，阳极反应式为，生成的H+使溶液酸性增强，B管中溶液仍显红色，故B错误； C．A管发生反应，产生的气体为H2，H2具有可燃性，故C错误； D．A管连接电源负极，为阴极，阴极发生还原反应：，故D错误； 选A。 【变式1-3】（24-25高二上·广东茂名·期中）提供几组常见的实验装置示意图，下列有关叙述正确的是 A．装置①中阳极上有红色物质析出 B．装置②中的铜片应与直流电源的负极相连 C．装置③中，若电解液为KOH溶液，则电极a的反应式：H2-2e-+2OH-=2H2O D．装置④中，CuSO4溶液的浓度始终不变 【答案】C 【详解】A．装置①中用惰性电极电解CuCl2溶液，在阳极上Cl-失去电子被氧化变为Cl2，阳极的电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑；在阴极上Cu2+得到电子被还原为单质Cu，阴极的电极反应式为：Cu2++2e-=Cu，故电解时在阴极上有红色物质析出，A错误； B．在装置②电镀铜时，应该使镀层金属铜片与直流电源的正极相连，作阳极；镀件与直流电源的负极连接作阴极，B错误； C．在装置③的氢氧燃料电池中，通入燃料H2的电极a为负极，通入O2的电极b为正极，若电解液为KOH溶液，溶液显碱性，则电极a的反应式：H2-2e-+2OH-=2H2O，C正确； D．在装置④的金属铜的精炼中，粗铜作阳极，精铜作阴极。阳极上Cu及活动性比Cu强金属如Zn、Fe等会失去电子变为金属阳离子进入电解质溶液；在阴极上只有Cu2+得到电子被还原变为单质Cu。由于同一闭合回路中电子转移数目相等，因此电解一段时间后，溶液中CuSO4的浓度会逐渐降低，D错误； 故选C。 题型02 电解池阴阳极的判断 电解池中判断阴阳极的方法： 阳极 判断原则 阴极 与电源 正 极相连 ← 根据电源正、负极 → 与电源 负 极相连 发生 氧化 反应 ← 根据反应类型 → 发生 还原 反应 电流流 入 ← 根据电流方向 → 电流流 出 电子流 出 ← 根据电子流向 → 电子流 入 阴 离子流向 ← 根据离子移向 → 阳 离子流向 阴 离子放电 ← 根据放电离子 → 阳 离子放电 【典例2】（24-25高二下·广东茂名·期末）利用电化学装置可实现和的耦合转化，其原理如图所示。下列说法正确的是 A．工作时，电极A与电源正极相连 B．工作时，由电极B向电极A移动 C．该装置下甲烷每转化生成1mol乙烯，理论上转移2mol电子 D．生成乙烷的电极反应式为 【答案】D 【分析】利用电化学装置将和耦合转化生成乙烯、乙烷、水和一氧化碳，由原理图可知，A电极上CO2→CO、C元素化合价降低、发生还原反应，则A电极为阴极，电解质传导O2-，B电极为阳极，阴极反应式为CO2+2e-=CO+O2-，阳极B上生成一定量的乙烯和乙烷混合气体，以此来解析； 【详解】A．A电极为阴极，与电源负极相连，A错误； B．该装置工作时，阴离子向阳极移动，O2－为阴离子向阳极移动，即由A向电极B移动，B错误； C．该装置下甲烷每转化生成1mol乙烯，B电极反应式为，理论上转移4mol电子，C错误； D．生成乙烷，失电子，B电极反应式为，D正确； 故选D。 【变式2-1】（24-25高二上·广东·期末）我国科学家利用如图所示的装置处理、废液，同时高效合成氨气(氨气可从碱溶液中挥发)，离子交换膜只允许通过。下列说法错误的是 A．电极a接电源正极 B．由电极区移向电极区 C．电解过程中，电极区溶液的升高 D．电路中每转移电子时，理论上电极区溶液的质量减少 【答案】D 【分析】根据图示可知，电极a处溶液中氢氧根离子发生氧化反应生成氧气，a为电解池阳极，阳极反应式为：；电极b处溶液中的亚硝酸根离子被还原为氨分子，b极为阴极，阴极反应式为：。 【详解】A．由图可知，电极a处溶液中氢氧根离子发生氧化反应生成氧气，a为阳极，接电源正极，A项正确； B．电解池中阴离子由阴极移向阳极，所以由电极b区移向电极a区，B项正确； C．结合分析知，b极为阴极，阴极反应式为：，为平衡阴极区电荷，每生成7mol，有6mol透过离子交换膜移向阳极，则电极区溶液的升高，C项正确； D．电路中每转移电子时，理论上电极区有1mol氨气生成，质量减少，但同时还有6mol透过离子交换膜移向阳极，电极区溶液的质量减少+6mol×17g/mol=119g，D项错误； 故选D。 【变式2-2】化学在环境保护中起着相当重要的作用。催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解的原理如图所示，下列说法中正确的是 A．电解池中电源的正极为B，负极为A B．电解池阴极的电极反应式为： C．在电解池中右侧发生氧化反应，左侧发生还原反应 D．电解过程中转移2mol电子，则左侧产生的气体在标况下的体积约为11.2L 【答案】D 【分析】右侧电极发生还原反应生成N2，则右侧为阴极，左侧为阳极，阴极反应式为：，阳极反应式为：。 【详解】A．据分析可知，右侧为阴极，左侧为阳极，则电源的负极为B，正极为A，故A错误； B．电解池左侧是阳极，阳极的电极反应式为：，故B错误； C．结合分析可知在电解池中右侧发生还原反应，左侧发生氧化反应，故C错误； D．电解池左侧是阳极，电极反应式为：，电解过程中转移2mol电子，则左侧产生的0.5molO2，在标况下的体积约为11.2L，故D正确； 故选D。 【变式2-3】烟气中的可以用钠碱循环法加以处理。用溶液作为吸收液，当吸收液与反应至降低为6左右时，将吸收液通入如图所示的电解槽进行再生。 下列说法错误的是 A．a电极接电源负极 B．电极上发生氧化反应 C．电解后左室的吸收液pH大于6 D．当电极生成时，a电极上生成 【答案】D 【分析】吸收液与反应至降低为6左右时，溶液中主要成分为；根据电解装置图可知，a电极通入约为6的吸收液，生成氢气，则发生的电极反应为；b电极为失电子发生氧化反应生成，电极方程式为。 【详解】A．a电极发生反应，属于电解池的阴极，应接电源负极，A正确； B．根据分析，电极上失电子发生氧化反应生成，B正确； C．电解后左室生成，溶液呈碱性，则电解后的吸收液pH大于6，C正确； D．根据分析，当电极生成时，转移电子数为1mol，结合得失电子守恒可知a电极上生成0.5mol，即标准状况下的，D错误； 答案选D。 题型03 电极产物的判断及电极反应式书写 1、离子放电顺序 (1)阳极为惰性电极(如碳棒、Pt、稀土金属材料等) 阳极：溶液中常见阴离子放电顺序（失电子能力） S2－>I－>Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子 (2)阳极为活性电极(如Fe、Cu、Ag等) 阳极：电极本身先放电，电极反应式为M－ne－===Mn＋ (3)阴极与电极材料无关：溶液中常见阳离子放电顺序:阳离子得电子能力 Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>…… 2、电极反应式书写一般步骤： ①判断电极材料 ②明确溶液中的离子种类 ③判断阴阳离子的放电顺序 ④根据阳极氧化，阴极还原分析得出产物 ⑤阴极+阳极反应式 = 总反应式 【典例3】（24-25高二上·广东清远·期末）钴(Co)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是    A．工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大 B．生成2 mol Co，Ⅰ室溶液质量理论上减少32 g C．移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变 D．电解总反应： 【答案】D 【详解】A．由分析可知，左边为阳极，放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动，使Ⅱ室中氢离子浓度增大，溶液pH减小，故A错误； B．由分析可知，阴极生成2 mol钴，阳极有2 mol水放电生成1mol氧气和4mol氢离子，4mol氢离子穿过阳离子交换膜进入Ⅱ室，则Ⅰ室溶液质量减少36 g，故B错误； C．若移除离子交换膜，氯离子的放电能力强于水，氯离子会在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，则移除离子交换膜，石墨电极的电极反应会发生变化，故C错误； D．由分析可知，阳极是是中氢氧根失去电子，阴极是钴离子得到电子，则电解总反应为，故D正确。 综上所述，答案为D。 【变式3-1】（24-25高二上·广东深圳·期末）在电场作用下双极膜能够将解离成和，工业上可利用双极膜电渗析法制备葡萄糖酸(一元弱酸)，制备原理如下图所示。下列说法错误的是 A．电极b和电源负极相连 B．a极的电极反应式为 C．当b极生成时，理论上可生成葡萄糖酸 D．电解结束后阴极室溶液碱性增强 【答案】C 【详解】A．b电极水放电生成氢气，得电子，作阴极，与电源负极相连，故A正确； B．a电极水放电生成氧气，失电子，，故B正确； C．当b极生成时，转移2mol电子，故生成2mol葡萄糖酸，故C错误； D．阴极室水放电生成氢气，余下OH-，碱性增强，故D正确； 故选C。 【变式3-2】（25-26高二上·广东广州·阶段练习）在KOH水溶液中，运用惰性电极电解合成高能物质时，一侧电极上伴随生成。下列说法正确的是 A．电解时，向阴极移动 B．生成的电极反应： C．电解一段时间后，溶液pH升高 D．每生成1 mol 的同时，生成0.25 mol 【答案】B 【详解】A．电解池中阴离子向阳极移动，故向阳极移动，A错误；    B．KOH水溶液中，惰性电极电解合成高能物质，则碱性条件下，失去电子被氧化为，反应为，B正确； C．惰性电极电解合成高能物质时，一侧电极上伴随生成，则总反应为，反应消耗氢氧根离子，生成水，电解一段时间后，溶液pH降低，C错误； D．根据电解总反应：可知，每生成1mol，理论上生成0.5mol，D错误； 故选B。 【变式3-3】（24-25高二上·广东广州·期末）在水溶液中，电化学方法合成高能物质时，伴随少量生成，电解原理如图所示。下列说法正确的是 A．电解时，向电极移动 B．每生成的同时，生成 C．生成的电极反应： D．电解一段时间后，溶液升高 【答案】C 【分析】Ni电极产生，为氢元素降价所得，为还原反应，故为阴极，电极反应方程为：；电极为阳极，电极反应方程为：。 【详解】A．电解池中阳离子向阴极移动，生成的Ni电极为阴极，K+应向Ni电极移动，A错误； B．阳极存在生成的主反应和生成的副反应，电子转移不全部用于主反应，无法确定与的固定生成比例，B错误； C．阳极反应为氧化反应，2个失去4e-生成，结合碱性条件用平衡电荷和H、O元素，电极反应式为，元素守恒、电荷守恒、电子守恒均成立，C正确； D．阴极生成（），阳极主反应消耗（8参与反应）且副反应（生成）也消耗OH⁻，总体减少，pH降低，D错误； 故答案选C。 题型04 电解过程微粒浓度的变化和复原 以惰性电极电解水溶液的有关规律 (1)电解水型——含氧酸、强碱、活泼金属含氧酸盐 ①阴极反应式为4H＋＋4e－===2H2↑，阳极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑， 总方程式为2H2O2H2↑＋O2↑。 ②电解质浓度变大，pH可能变大、变小或不变，可加H2O复原。 (2)电解电解质型——无氧酸(如HCl)，不活泼金属无氧酸盐(如CuCl2)，电解质浓度变小，加电解质本身复原。 (3)放H2生碱型——活泼金属的无氧酸盐(如NaCl) ①阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阳极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，总方程式为2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－。 ②溶液pH变大，加HCl复原。 (4)放O2生酸型——不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4) ①阴极反应式为2Cu2＋＋4e－===2Cu，阳极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，总方程式为2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋。 ②溶液pH变小，加CuO(金属氧化物)或CuCO3复原。 【典例4】（24-25高二上·广东揭阳·期末）电解尿素的碱性溶液可以制取氢气，其装置如图所示（电解池中隔膜仅阻止气体通过，极均为惰性电极）。该装置工作时，下列说法正确的是 A．电解过程中极附近溶液酸性明显增强 B．溶液中的向极移动 C．若在极产生（标准状况下）氢气，则理论上消耗尿素 D．极电极反应式为 【答案】D 【分析】该电池反应时，氮元素化合价由-3价变为0价，H元素化合价由+1价变为0价，则氮元素被氧化，氢元素被还原，所以生成氮气的电极a是阳极，生成氢气的电极b是阴极，阳极电极反应式为：，阴极电极反应式为：2H2O + 2e-= H2↑ +2OH-，据此回答。 【详解】A．b是阴极，电极反应式为：2H2O + 2e-= H2↑ +2OH-，则阴极产生OH- ，b极附近溶液碱性明显增强，故A错误； B．电解时，电解质溶液中阴离子向阳极移动，根据分析，a是阳极，b是阴极，所以氢氧根离子向a极移动，故B错误； C．阴极b上水得电子生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为2H2O+2e-═H2↑+2OH-，标况下224mL H2物质的量为0.01mol，转移电子0.02mol，a极为阳极，电极反应式为：，则消耗尿素为0.2g，故C错误； D．a极反应式为，故D正确； 故选D。 【变式4-1】（24-25高二上·广东梅州·开学考试）城市污水循环用作城市稳定的第二水源，对缓解城市水危机有重要意义。高铁酸盐[Fe(VI)]作为一种绿色环保水处理剂，兼具极强的氧化性和良好的絮凝效果，图为电解制备高铁酸盐的装置示意图(电解液为NaOH溶液)，下列说法正确的是 A．石墨作阳极，铁作阴极 B．阳极的电极方程式为： C．制备过程中从I室向Ⅱ室移动 D．工作时，I室pH减小 【答案】B 【分析】铁变为高铁酸根，铁化合价升高，则铁为阳极，石墨作阴极，阳极的电极方程式为：，Ⅰ室中氢离子放电，氢氧根浓度增大，溶液的pH增大，Ⅱ室氢氧根不断消耗，则溶液的pH减小。 【详解】A．铁变为高铁酸根，铁化合价升高，则铁为阳极，石墨作阴极，故A错误； B．根据图中信息得到阳极的电极方程式为：，故B正确； C．电解过程，阳离子向阴极移动，从Ⅱ室向I室移动，故C错误； D．工作时，Ⅰ室中氢氧根浓度增大，溶液的pH增大，Ⅱ室发生，氢氧根不断消耗，则溶液的pH减小，故D错误。 综上所述，答案为B。 【变式4-2】用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，加入一定质量的另一种物质(括号内)，溶液能与原溶液完全相同的是 A．溶液(固体) B．溶液(固体) C．溶液(固体) D．溶液[固体] 【答案】A 【详解】A．电解CuCl2溶液时，阳极Cl-在阳极失电子析出Cl2，Cu2+在阴极析出Cu，本质是电解CuCl2，电解后溶液中CuCl2减少，直接加入一定CuCl2固体可补充被消耗的溶质，恢复原溶液，A符合题意； B．电解NaOH溶液时，实际电解水，溶液中NaOH浓度升高，若加入NaOH固体，溶液浓度会超过原溶液，无法恢复，应加入一定量的水恢复到原溶液，B不符题意； C．电解NaCl溶液时，阳极Cl-在阳极失电子析出Cl2，阴极H2O得电子析出H2，电解后应当加入一定量的HCl恢复到原溶液，C不符题意； D．电解CuSO4溶液时，总反应为2CuSO4 + 2H2O2Cu + O2↑ + 2H2SO4，恢复原溶液需加入一定量的CuO，若加入Cu(OH)2，反应生成CuSO4和H2O，虽溶质恢复，但H2O过量，溶液体积与原溶液不同，无法完全一致，D不符题意； 故选A。 【变式4-3】用石墨做电极电解Cu(NO3)2溶液。通电一段时间后，阴极始终无气体生成。欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的 A．Cu(NO3)2 B．H2O C．Cu(OH)2 D．CuO 【答案】D 【详解】用石墨电极电解Cu(NO3)2溶液一段时间，阳极发生氧化反应得到氧气，阴极发生还原反应得到铜，电解总方程式为2Cu(NO3)2 +2H2O2Cu+O2↑+4HNO3，从溶液中析出的物质是氧气和铜，因此只要选择合适的物质和硝酸反应把“铜、氧元素还回去”，可补充氧化铜或者碳酸铜即可使电解液恢复到起始状态，不能选择氢氧化铜，因为氢氧化铜与硝酸反应生成的水比电解时消耗的水多，会导致硝酸铜浓度偏小； 故答案选D。 题型05 电解池有关计算 解电化学相关计算类题的守恒关系及注意事项 1、守恒关系 电路中转移的电子数 = 参与电极反应的物质得到（或失去）的电子数 = 电解质溶液中迁移的某离子的物质的量 × 该离子所带电荷数 2、计算溶液质量变化的注意事项 （1）电极产物的影响：如逸出（或吸收）气体，析出（或溶解）固体等，使溶液质量 减小 。 （2）离子迁移的影响：当有离子交换膜时，容易忽略离子通过交换膜迁移对溶液质量的影响。需注意的是，电解质溶液中迁移的某离子的数目不一定等于电极反应中消耗该离子的数目，也不一定等于电路中转移的电子数目，应根据守恒关系计算。 【典例5】（24-25高二上·广东广州·期末）氧化铋()作为镍/铋电池的负极材料，因其理论容量高、易制备而受到广泛关注。如图为该电池的示意图，下列说法正确的是 A．放电时，从电极a移向电极b B．放电时，总反应为 C．充电时，电子从电源负极→电极a→电极b→电源正极 D．充电时，电路中转移1mol电子，阳极质量减少17g 【答案】B 【分析】在氧化铋()作为镍/铋电池负极材料的可充电电池中，放电过程相当原电池，电极a为负极，失去电子，发生电极反应为：；电极b为正极，得到电子，发生的电极反应为：。充电过程中相当电解池，电极a为阴极，得到电子，发生的电极反应：；电极b为阳极，失去电子，发生的电极反应为：。 【详解】A．放电时，电极a为负极（失电子被氧化为），原电池中阴离子向负极移动，应移向电极a，而非从a移向b，A错误； B．放电时，负极（，失）反应为： ，正极（，得）反应为，总反应为，B正确； C．充电时为电解池，电子从电源负极→阴极（a），阳极（b）→电源正极，电子不能通过电解质溶液，“电极a→电极b”不存在，C错误； D．充电时阳极（b：）反应为，转化为，质量增加17 g（比多），D错误； 故答案选B。 【变式5-1】（25-26高二上·广东惠州·月考）一种基于氯碱工艺的新型电解池（下图），可用于湿法冶铁的研究。电解过程中下列说法不正确的是 A．阳极产生 Cl2 B．阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高 C．理论上每消耗1 mol Fe2O3， 阳极室溶液减少351 g D．理论上每消耗 1 mol Fe2O3， 阴极室溶液最多增加138 g 【答案】D 【分析】根据题干所给信息，该装置为基于氯碱工艺且能够湿法冶铁的电解池，因此左侧电极室为阴极室，发生Fe2O3的还原反应，电极反应为；右侧电极室为阳极室，发生Cl-氧化为Cl2的反应，电极反应为：。同时Na+通过阳离子交换膜向阴极迁移，在左侧电极室得到NaOH溶液，据此作答。 【详解】A．根据分析，右侧阳极发生氧化反应，饱和食盐水中Cl-放电生成Cl2， A正确； B．阴极区发生还原反应，Fe2O3被还原为Fe，生成OH-，则OH-浓度逐渐升高，B正确； C．消耗1 mol Fe2O3时转移6 mol e-，阳极反应消耗6 mol Cl-生成3 mol Cl2，同时6 mol Na+通过阳离子交换膜移向阴极，则阳极室溶液减少的质量为，C正确； D．消耗1 mol Fe2O3时转化为2 mol Fe，即3 mol O进入电解质溶液，同时从阳极室迁移得到6 mol Na⁺，因此阴极室溶液增加的质量为，D错误； 故答案选D。 【变式5-2】（24-25高二下·广东·期中）积极稳妥推进碳达峰碳中和具有重大意义，一种利用电解原理捕获CO2的装置如图所示。捕获CO2时，在石墨电极表面转化为，下列说法不正确的是 A．Ni和Fe均是第四周期第VIII族元素 B．工作时，镀镍铁网与外接电源的负极相连 C．石墨电极上发生氧化反应 D．标准状况下，理论上每生成1mol的同时会生成11.2LH2 【答案】D 【分析】该装置利用电解原理捕捉，含等的混合气体进入吸收罐，与溶液反应，电解池中，阴极（镀镍铁网）处得电子生成，阳极（石墨电极）发生特定物质的氧化转化，阴离子交换膜可让阴离子定向移动，维持电荷平衡，加液口用于补充相关溶液。通过电解过程，实现的捕获及转化，整体为碳减排相关的电解装置。 【详解】A．Ni和Fe均为第四周期第Ⅷ族元素，故A正确； B．镀镍铁网上产生，镀镍铁网应为阴极，与外接电源负极相连，故B正确； C．石墨电极为阳极，发生氧化反应，故C项正确； D．每生成1mol会转移2mol，标准状况下理论上产生22.4L，故D不正确； 故选D。 【变式5-3】下图是一种电解法制备高纯铬和硫酸的简单装置示意图。下列说法正确的是 A．石墨电极反应式为 B．A膜为阴离子交换膜，B膜为阳离子交换膜 C．电解过程中，甲池需要不断补充，丙池需要不断补充 D．电解过程中，导线中每通过电子，甲池质量减少 【答案】B 【分析】该装置为电解池，甲池中得电子产生，故棒为阴极，a极为负极，b极为正极，石墨电极为阳极，阳极上水失电子产生氧气；阴离子硫酸根离子向阳极移动，故A膜为阴离子交换膜，阳离子氢离子向阴极移动，故B膜为阳离子交换膜，乙池中硫酸浓度增大。 【详解】A．石墨电极上水失电子产生氧气，酸性条件下电极反应式为，A错误； B．根据分析可知，A膜为阴离子交换膜，B膜为阳离子交换膜，B正确； C．电解过程中，甲池得电子产生，硫酸根离子移向乙池，需要不断补充，丙池水失电子产生氧气且氢离子定向移动到乙池，不需要补充，C错误； D．电解过程中，导线中每通过电子，甲池减少，质量减少，D错误； 故答案选B。 题型06 原电池、电解池综合考查 原电池、电解池综合考查，通常是串联电化学装置 1、无外接电源时，多池串联装置中必有一个装置是 原电池 ，其他装置为 电解池 。一般情况下，原电池中金属活动性较强的电极为 负 极，与之相连的为 阴 极。 2、有外接电源时，串联的多个装置都是电解池，与电源负极相连的是 阴 极，与电源正极相连的是 阳极，所有电解池同侧电极的极性相同。当外接电源正、负极不明显时，要结合各装置中的现象进行判断。 （1）沉淀溶解平衡滴定曲线，一般横坐标为滴加溶液的体积，纵坐标为随溶液体积增加，相应离子浓 【典例6】（24-25高二下·广东深圳·期中）一氧化氮-空气质子交换膜燃料电池工作时将化学能转化为电能。某同学设计用该电池将雾霾中的、NO与物质A转化为，转化原理和进一步电镀原理如图所示。已知：装置丙为铜表面镀银装置，下列说法不正确的是 A．燃料电池放电过程中负极的电极反应式： B．标准状况下，若物质A为氨气，当装置甲中有5.6L参加反应时，装置乙中通入的物质A的物质的量为0.8mol C．电极D为Cu D．若电极C为粗银，一段时间后，溶液中的浓度不变 【答案】D 【分析】装置甲中NO中的N失电子，化合价由+2价升至+5价，NO发生氧化反应，该电极为负极，通入氧气的一极为正极，乙装置中，通的电极与电源正极相连，为阳极，通入NO的一极为阴极，丙装置为铜表面镀银装置，则电极C为银作阳极，电极D为Cu作阴极。 【详解】A．由分析知，甲为燃料电池的负极，NO在负极发生氧化反应生成HNO3，根据N化合价的变化情况，结合电荷守恒、原子守恒可得到负极的反应式：，A项正确； B．由分析知，装置乙中阳极上失电子发生氧化反应，电极反应式为，通NO的电极为阴极，阴极上得电子发生还原反应，电极反应式为，可得装置乙中总反应方程式为，装置甲中有5.6L(标准状况下为0.25mol)参加反应，此时转移电子=1mol，由装置乙中总反应方程式可知，此时生成0.4mol硫酸，可以消耗0.8mol氨气，B项正确； C．装置丙为铜表面镀银装置，此时铜为阴极，银为阳极，由图可知电极D与装置甲的负极相连，则电极D为Cu，C项正确； D．若电极C为粗银，则阳极消耗的Ag比阴极析出的Cu少，则一段时间后，溶液中的浓度会减小，D项错误； 故选D。 【变式6-1】（24-25高二上·广东茂名·期末）利用燃料电池电解制备并得到副产物，装置如图所示。下列说法不正确的是 A．a极反应： B．A、C膜均为阳离子交换膜，B膜为阴离子交换膜 C．a极上通入标况下甲烷，阳极室减少 D．阳极室有氯气产生，阴极室中有氢气产生且浓度增大 【答案】C 【分析】由图可知，左侧装置为甲烷燃料电池，通入甲烷的极为负极，氧离子作用下甲烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为，通入氧气的b极为正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧离子，电极反应式为；右侧装置为电解池，与b极相连的石墨电极为阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，溶液中钙离子通过阳离子交换膜进入产品室，与极相连的石墨电极为阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，原料室中钠离子通过阳离子交换膜进入阴极室，磷酸二氢根离子通过阴离子交换膜进入产品室，所以在阴极室得到浓度较大的氢氧化钠溶液，在产品室得到磷酸二氢钙溶液。 【详解】A．由分析可知，通入甲烷的极为负极，氧离子作用下甲烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为，故A正确； B．由分析可知，电解时，溶液中钙离子通过阳离子交换膜进入产品室、钠离子通过阳离子交换膜进入阴极室、磷酸二氢根离子通过阴离子交换膜进入产品室，则A、C膜均为阳离子交换膜，B膜为阴离子交换膜，故B正确； C．a极上通入2.24L甲烷，物质的量为0.1mol，根据电极反应可知转移电子为0.8mol，由电荷守恒可知，进入产品室的钙离子物质的量为，则阳极室减少钙离子物质的量为，故C错误； D．由分析可知，与b极相连的石墨电极为阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，与极相连的石墨电极为阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，原料室中钠离子通过阳离子交换膜进入阴极室，所以在阴极室得到浓度较大的氢氧化钠溶液，故D正确； 答案选C。 【变式6-2】以“全氢电池”为电源直接电解氯化钠溶液制备和HClO的装置如图所示(工作时，在双极膜界面处被催化解离成和)。下列说法错误的是 A．“全氢电池”的总反应为非氧化还原反应 B．“全氢电池”的双极膜中产生的向左移动 C．阳极区发生的电极反应为 D．理论上，双极膜中2mol 解离时，电解池阳极区减少1mol阳离子(忽略HClO的电离) 【答案】B 【分析】由图知，左图为原电池，其中左边吸附层为负极，发生氧化反应，，右边吸附层为正极，发生还原反应，；右图为电解池，因为电解氯化钠溶液制备H2和HClO，则阳极反应式，阴极反应式为。 【详解】A．根据分析知，“全氢电池”的总反应为，为非氧化还原反应，A正确； B．原电池中阳离子向正极迁移，阴离子向负极迁移，所以“全氢电池”的双极膜中产生的向右移动，B错误； C．因为电解氯化钠溶液制备H2和HClO，则阳极反应式，C正确； D．理论上，双极膜中2mol 解离时，可以形成2mol、2molOH-，转移2mol电子，根据，可以知道阳极生成1mol氢离子，转移2mol电子则有2molNa+通过阳离子交换膜进入阴极区，故阳极区减少1mol阳离子(忽略HClO的电离)，D正确； 故选B。 【变式6-3】利用光能可以将转化为重要的化工原料(电解质溶液为稀硫酸)，同时可为制备次磷酸()提供电能，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．W极上发生还原反应 B．电解一段时间后M室pH降低，N室pH升高 C．a、b、c为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜 D．W极的电极反应式为 【答案】C 【分析】左侧装置为电池，Z电极水失电子生成氧气和氢离子，Z是负极，W电极二氧化碳得电子生成乙烯，W是正极，Z极生成的氢离子透过a膜移入W极；右侧装置为电解池，X电极与电源正极相连，X是阳极，阳极水失电子生成氧气和氢离子，Y电极与电池负极相连，Y是阴极，阴极水得电子生成氢气和氢氧根离子，M室中氢离子透过b膜进入产品室，原料室中 透过c膜进入产品室生成；原料室中钠离子透过d膜进入N室生成氢氧化钠。 【详解】A．W极是原电池正极，CO2得电子发生还原反应生成C2H4，故A正确； B．M室为电解池阳极室，发生反应，H+浓度增大，pH降低 ；N室为阴极室，发生反应，OH⁻浓度增大，pH升高，故B正确； C．W是正极，Z极生成的氢离子透过a膜移入W极，a为阳离子交换膜；b膜允许H+从M室移向产品室，为阳离子交换膜；c膜需允许从原料室移向产品室，应为阴离子交换膜；d膜允许Na+从原料室移向N室，为阳离子交换膜，故C错误； D．W极为正极，CO2得电子还原为C2H4，酸性条件下电极反应式为，故D正确； 故选C。 题型07 电解原理的应用 一、电解饱和食盐水——氯碱工业 通电时，阳极： Cl- 被氧化为 氯气 ，电极反应式为：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：水电离产生的H+ 被还原为 氢气 ，电极反应式为：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 总反应式为： 离子方程式： 二、电镀 电镀时一种利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的加工工艺。 电镀的主要目的时使金属增强抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观。 电镀时，通常把待镀的金属制品一端作 阴极 ，镀层金属作 阳极 ，用含镀层金属离子的溶液作电镀液。 三、电冶金 金属冶炼就是使矿石中的金属离子 得 电子变成金属 单质 的过程：Mn+ + n e- = M NaCl在高温下熔融并发生电离，电离出自由移动的Na+和 Cl- ， 通电后发生以下反应： 阳极：2Cl－－2e－=== Cl2↑ 阴极：2Na＋＋2e－ = 2Na 总反应： 【典例7】（24-25高二上·广东东莞·阶段练习）利用下列装置进行实验，能达到相应实验目的的是 A．从粗银(含Cu、Au 等)中提取银 B．检验是否沉淀完全 C．蒸干MgCl2溶液获得MgCl2固体 D．用标准KMnO4溶液滴定未知浓度的FeSO4溶液 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．从粗银(含Cu、Au等)中提取银，应该将粗银与电源的正极连接，作阳极，将纯银与外接电源的负极连接作阴极，A错误； B．硫酸根离子会和钡离子生成硫酸钡沉淀，故使用氯化钡可以检验硫酸根离子是否完全沉淀，B正确； C．蒸发MgCl2溶液时会促进镁离子的水解，生成的HCl会挥发，最后得到Mg(OH)2或者MgO，C错误； D．酸性KMnO4标准溶液具有强氧化性，会腐蚀碱式滴定管的橡胶管，应该使用酸式滴定管，D错误； 故选B。 【变式7-1】（24-25高二上·广东茂名·期末）利用如图所示装置可将电解原理广泛应用于工业生产，当X、Y选用不同材料时，下列说法中正确的是 A．氯碱工业中，X、Y均为石墨，X附近能得到氢氧化钠 B．电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属 C．铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是 D．外加电流保护法中，X是惰性阳极，Y是被保护的金属 【答案】D 【详解】A．氯碱工业上，用惰性电极电解饱和氯化钠溶液，阳极得到氯气：，阴极得到氢气：，阴极氢氧根浓度增大，即Y 附近能得到氢氧化钠，故A错误； B．电镀工业上，Y 是待镀金属，对应金属阳离子得电子以镀在待镀金属表面，X 是镀层金属，失去电子转变成对应金属离子，故B错误； C．铜的精炼中，粗铜作阳极X：，纯铜作阴极Y：，硫酸铜溶液作电解质溶液，故C错误； D．外加电流的阴极保护法中，阴极是待保护金属，即Y是待保护金属，发生还原反应保护金属，故D正确； 故选D。 【变式7-2】（25-26高二上·广东广州·月考）我国科学家研发了一种水系可逆电池，将两组阴离子、阳离子复合膜反向放置分隔两室电解液，充电、放电时，复合膜层间的解离成和，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．放电时，正极的电极反应式为 B．放电时，复合膜层间有解离，正极区溶液增重 C．放电时，正极区升高 D．充电时，与外接直流电源正极相连，将电能转化为化学能 【答案】B 【分析】根据图示可知，放电时是原电池，放电时，负极为锌，锌在负极失去电子生成锌离子，结合复合膜层电离出的氢氧根离子生成[Zn(OH)4]2-，负极的电极反应式为Zn+4OH--2e-=[Zn(OH)4]2-，多孔Pd纳米片为正极，二氧化碳在正极得到电子转化为甲酸，电极反应为CO2+2H++2e-=HCOOH，总的电极反应为：Zn+2OH-+CO2+2H2O=HCOOH+[Zn(OH)4]2-，充电时的电极反应与放电时的反应相反，由此分析。 【详解】A．据分析，放电时，多孔Pd纳米片为正极，二氧化碳在正极得到电子转化为甲酸，电极反应为CO2+2H++2e-=HCOOH，故A错误； B．由分析可知，放电时，多孔Pd纳米片为正极，酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，电极反应式为CO2+2H++2e-=HCOOH，复合膜层间有1mol水解离时，外电路转移1mol电子，则正极增加的质量为，故B正确； C．由分析可知，放电时，多孔Pd纳米片为正极，酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，电极反应式为CO2+2H++2e-=HCOOH，甲酸在氯化钠溶液中电离出氢离子使电极附近溶液pH减小，故C错误； D．放电时Zn为负极发生氧化反应，因此充电时Zn与直流电源的负极相连，故D错误； 故答案为B。 【变式7-3】用惰性电极电解溶液可制金属铅，电解装置如图所示。已知：，下列说法不正确的是 A．电极a附近有气体生成 B．电极b的电极反应为： C．电解一段时间后，在右室加入PbO，可实现右室电解液的再生 D．通过质子交换膜从左室流向右室，左室溶液的pH增大 【答案】D 【分析】用惰性电极电解溶液可制金属铅，则电极b为阴极，电极反应式为，电极a为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+。 【详解】A．电极a附近有氧气生成，A正确； B．电极b为阴极，电极反应式为，B正确； C．右室电极反应式为，加之H+向右移动，电解一段时间后b电极区变为HCl和NaCl混合溶液，加入PbO，发生反应生成，可实现右室电解液的再生，C正确； D．左室电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，每转移4e-产生4H+，同时有4H+向右移动，即左室H+数目不变，但是水减少，H+浓度增大，pH减小，D错误； 答案选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 电解池 题型01 电解原理和电解池 题型02 电极池阴阳极的判断 题型03 电极产物的判断及电极反应式书写 题型04 电解过程微粒浓度的变化和复原 题型05 电解池有关计算 题型06 原电池、电解池综合考查 题型07 电解原理的应用 题型01 电解原理和电解池 1、电解： 使电流通过电解质溶液（或熔融电解质），而在阳极、阴极引起_________反应的过程叫电解。 2、探究用惰性电解电解CuCl2溶液（电解原理） （1）通电前： 溶液中存在的离子有______、______、______、______，通电前离子在溶液中作____________运动。 （2）通电时（两电极材料均为石墨） ①在电场的作用下，溶液中的离子作______运动，阴离子移向______极，阳离子移向______极； ②离子放电： 阳极反应：____________，（______ 反应） 阴极反应：____________，（______反应） 3、电解池： （1）将______转化为______的装置叫做电解池（也成电解槽）。 （2）构成条件： ①直流电源 ②两个______ ，阳极接电源______，阴极接电源______ ③电解质溶液（或熔融电解质） ④形成______回路 【典例1】（24-25高二上·广东·阶段练习）下列装置能实现化学能直接转化为电能的是 A．电解冶炼金属钠 B．铜锌原电池 C．火力发电 D．太阳能电池 A．A B．B C．C D．D 【变式1-1】（24-25高二上·广东湛江·期末）用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则表中各项所列对应关系均正确的是 选项 X极 实验前U形管中液体 通电后现象及结论 A 正极 CuCl2溶液 b管中有气体逸出 B 负极 H2SO4溶液 溶液pH升高 C 正极 NaCl溶液 U形管两端滴入酚酞后，b管中溶液呈红色 D 负极 AgNO3溶液 a管中电极反应式是2H2O-4e-=O2↑+4H+ A．A B．B C．C D．D 【变式1-2】（25-26高二上·广东汕头·阶段练习）下图是一个用石墨作电极电解稀溶液的装置，电解液中事先加有指示剂，此时溶液呈红色(指示剂变色的pH范围是，酸性溶液中呈红色，碱性溶液中呈黄色)。在电解过程中，有关电极的叙述正确的是 A．A管溶液由红色变为黄色 B．B管溶液由红色变为黄色 C．检验A管中产生的气体可以用带火星的木条 D．A管中发生的电极反应 【变式1-3】（24-25高二上·广东茂名·期中）提供几组常见的实验装置示意图，下列有关叙述正确的是 A．装置①中阳极上有红色物质析出 B．装置②中的铜片应与直流电源的负极相连 C．装置③中，若电解液为KOH溶液，则电极a的反应式：H2-2e-+2OH-=2H2O D．装置④中，CuSO4溶液的浓度始终不变 题型02 电解池阴阳极的判断 电解池中判断阴阳极的方法： 阳极 判断原则 阴极 与电源______极相连 ← 根据电源正、负极 → 与电源______极相连 发生______反应 ← 根据反应类型 → 发生______反应 电流流______ ← 根据电流方向 → 电流流______ 电子流______ ← 根据电子流向 → 电子流______ ______离子流向 ← 根据离子移向 → ______离子流向 ______离子放电 ← 根据放电离子 → ______离子放电 【典例2】（24-25高二下·广东茂名·期末）利用电化学装置可实现和的耦合转化，其原理如图所示。下列说法正确的是 A．工作时，电极A与电源正极相连 B．工作时，由电极B向电极A移动 C．该装置下甲烷每转化生成1mol乙烯，理论上转移2mol电子 D．生成乙烷的电极反应式为 【变式2-1】（24-25高二上·广东·期末）我国科学家利用如图所示的装置处理、废液，同时高效合成氨气(氨气可从碱溶液中挥发)，离子交换膜只允许通过。下列说法错误的是 A．电极a接电源正极 B．由电极区移向电极区 C．电解过程中，电极区溶液的升高 D．电路中每转移电子时，理论上电极区溶液的质量减少 【变式2-2】化学在环境保护中起着相当重要的作用。催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解的原理如图所示，下列说法中正确的是 A．电解池中电源的正极为B，负极为A B．电解池阴极的电极反应式为： C．在电解池中右侧发生氧化反应，左侧发生还原反应 D．电解过程中转移2mol电子，则左侧产生的气体在标况下的体积约为11.2L 【变式2-3】烟气中的可以用钠碱循环法加以处理。用溶液作为吸收液，当吸收液与反应至降低为6左右时，将吸收液通入如图所示的电解槽进行再生。 下列说法错误的是 A．a电极接电源负极 B．电极上发生氧化反应 C．电解后左室的吸收液pH大于6 D．当电极生成时，a电极上生成 题型03 电极产物的判断及电极反应式书写 1、离子放电顺序 (1)阳极为惰性电极(如碳棒、Pt、稀土金属材料等) 阳极：溶液中常见阴离子放电顺序（失电子能力） S2－>I－>Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子 (2)阳极为活性电极(如Fe、Cu、Ag等) 阳极：电极本身先放电，电极反应式为____________ (3)阴极与电极材料无关：溶液中常见阳离子放电顺序:阳离子得电子能力 Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>…… 2、电极反应式书写一般步骤： ①判断电极材料 ②明确溶液中的离子种类 ③判断阴阳离子的放电顺序 ④根据阳极氧化，阴极还原分析得出产物 ⑤阴极+阳极反应式 = 总反应式 【典例3】（24-25高二上·广东清远·期末）钴(Co)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是    A．工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大 B．生成2 mol Co，Ⅰ室溶液质量理论上减少32 g C．移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变 D．电解总反应： 【变式3-1】（24-25高二上·广东深圳·期末）在电场作用下双极膜能够将解离成和，工业上可利用双极膜电渗析法制备葡萄糖酸(一元弱酸)，制备原理如下图所示。下列说法错误的是 A．电极b和电源负极相连 B．a极的电极反应式为 C．当b极生成时，理论上可生成葡萄糖酸 D．电解结束后阴极室溶液碱性增强 【变式3-2】（25-26高二上·广东广州·阶段练习）在KOH水溶液中，运用惰性电极电解合成高能物质时，一侧电极上伴随生成。下列说法正确的是 A．电解时，向阴极移动 B．生成的电极反应： C．电解一段时间后，溶液pH升高 D．每生成1 mol 的同时，生成0.25 mol 【变式3-3】（24-25高二上·广东广州·期末）在水溶液中，电化学方法合成高能物质时，伴随少量生成，电解原理如图所示。下列说法正确的是 A．电解时，向电极移动 B．每生成的同时，生成 C．生成的电极反应： D．电解一段时间后，溶液升高 题型04 电解过程微粒浓度的变化和复原 以惰性电极电解水溶液的有关规律 (1)电解水型——含氧酸、强碱、活泼金属含氧酸盐 ①阴极反应式为____________，阳极反应式为____________， 总方程式为2H2O2H2↑＋O2↑。 ②电解质浓度变______，pH可能变大、变小或不变，可加______复原。 (2)电解电解质型——无氧酸(如HCl)，不活泼金属无氧酸盐(如CuCl2)，电解质浓度变小，加电解质本身复原。 (3)放H2生碱型——活泼金属的无氧酸盐(如NaCl) ①阴极反应式为__________________，阳极反应式为__________________，总方程式为__________________。 ②溶液pH变______，加______复原。 (4)放O2生酸型——不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4) ①阴极反应式为____________，阳极反应式为____________，总方程式为__________________。 ②溶液pH变______，加__________________复原。 【典例4】（24-25高二上·广东揭阳·期末）电解尿素的碱性溶液可以制取氢气，其装置如图所示（电解池中隔膜仅阻止气体通过，极均为惰性电极）。该装置工作时，下列说法正确的是 A．电解过程中极附近溶液酸性明显增强 B．溶液中的向极移动 C．若在极产生（标准状况下）氢气，则理论上消耗尿素 D．极电极反应式为 【变式4-1】（24-25高二上·广东梅州·开学考试）城市污水循环用作城市稳定的第二水源，对缓解城市水危机有重要意义。高铁酸盐[Fe(VI)]作为一种绿色环保水处理剂，兼具极强的氧化性和良好的絮凝效果，图为电解制备高铁酸盐的装置示意图(电解液为NaOH溶液)，下列说法正确的是 A．石墨作阳极，铁作阴极 B．阳极的电极方程式为： C．制备过程中从I室向Ⅱ室移动 D．工作时，I室pH减小 【变式4-2】用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，加入一定质量的另一种物质(括号内)，溶液能与原溶液完全相同的是 A．溶液(固体) B．溶液(固体) C．溶液(固体) D．溶液[固体] 【变式4-3】用石墨做电极电解Cu(NO3)2溶液。通电一段时间后，阴极始终无气体生成。欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的 A．Cu(NO3)2 B．H2O C．Cu(OH)2 D．CuO 题型05 电解池有关计算 解电化学相关计算类题的守恒关系及注意事项 1、守恒关系 电路中转移的电子数______参与电极反应的物质得到（或失去）的电子数 ______电解质溶液中迁移的某离子的物质的量 × 该离子所带电荷数 2、计算溶液质量变化的注意事项 （1）电极产物的影响：如逸出（或吸收）气体，析出（或溶解）固体等，使溶液质量______。 （2）离子迁移的影响：当有离子交换膜时，容易忽略离子通过交换膜迁移对溶液质量的影响。需注意的是，电解质溶液中迁移的某离子的数目不一定等于电极反应中消耗该离子的数目，也不一定等于电路中转移的电子数目，应根据守恒关系计算。 【典例5】（24-25高二上·广东广州·期末）氧化铋()作为镍/铋电池的负极材料，因其理论容量高、易制备而受到广泛关注。如图为该电池的示意图，下列说法正确的是 A．放电时，从电极a移向电极b B．放电时，总反应为 C．充电时，电子从电源负极→电极a→电极b→电源正极 D．充电时，电路中转移1mol电子，阳极质量减少17g 【变式5-1】（25-26高二上·广东惠州·月考）一种基于氯碱工艺的新型电解池（下图），可用于湿法冶铁的研究。电解过程中下列说法不正确的是 A．阳极产生 Cl2 B．阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高 C．理论上每消耗1 mol Fe2O3， 阳极室溶液减少351 g D．理论上每消耗 1 mol Fe2O3， 阴极室溶液最多增加138 g 【变式5-2】（24-25高二下·广东·期中）积极稳妥推进碳达峰碳中和具有重大意义，一种利用电解原理捕获CO2的装置如图所示。捕获CO2时，在石墨电极表面转化为，下列说法不正确的是 A．Ni和Fe均是第四周期第VIII族元素 B．工作时，镀镍铁网与外接电源的负极相连 C．石墨电极上发生氧化反应 D．标准状况下，理论上每生成1mol的同时会生成11.2LH2 【变式5-3】下图是一种电解法制备高纯铬和硫酸的简单装置示意图。下列说法正确的是 A．石墨电极反应式为 B．A膜为阴离子交换膜，B膜为阳离子交换膜 C．电解过程中，甲池需要不断补充，丙池需要不断补充 D．电解过程中，导线中每通过电子，甲池质量减少 题型06 原电池、电解池综合考查 原电池、电解池综合考查，通常是串联电化学装置 1、无外接电源时，多池串联装置中必有一个装置是______，其他装置为______。一般情况下，原电池中金属活动性较强的电极为______极，与之相连的为______ 极。 2、有外接电源时，串联的多个装置都是电解池，与电源负极相连的是______极，与电源正极相连的是______极，所有电解池同侧电极的极性相同。当外接电源正、负极不明显时，要结合各装置中的现象进行判断。 （1）沉淀溶解平衡滴定曲线，一般横坐标为滴加溶液的体积，纵坐标为随溶液体积增加，相应离子浓 【典例6】（24-25高二下·广东深圳·期中）一氧化氮-空气质子交换膜燃料电池工作时将化学能转化为电能。某同学设计用该电池将雾霾中的、NO与物质A转化为，转化原理和进一步电镀原理如图所示。已知：装置丙为铜表面镀银装置，下列说法不正确的是 A．燃料电池放电过程中负极的电极反应式： B．标准状况下，若物质A为氨气，当装置甲中有5.6L参加反应时，装置乙中通入的物质A的物质的量为0.8mol C．电极D为Cu D．若电极C为粗银，一段时间后，溶液中的浓度不变 【变式6-1】（24-25高二上·广东茂名·期末）利用燃料电池电解制备并得到副产物，装置如图所示。下列说法不正确的是 A．a极反应： B．A、C膜均为阳离子交换膜，B膜为阴离子交换膜 C．a极上通入标况下甲烷，阳极室减少 D．阳极室有氯气产生，阴极室中有氢气产生且浓度增大 【变式6-2】以“全氢电池”为电源直接电解氯化钠溶液制备和HClO的装置如图所示(工作时，在双极膜界面处被催化解离成和)。下列说法错误的是 A．“全氢电池”的总反应为非氧化还原反应 B．“全氢电池”的双极膜中产生的向左移动 C．阳极区发生的电极反应为 D．理论上，双极膜中2mol 解离时，电解池阳极区减少1mol阳离子(忽略HClO的电离) 【变式6-3】利用光能可以将转化为重要的化工原料(电解质溶液为稀硫酸)，同时可为制备次磷酸()提供电能，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．W极上发生还原反应 B．电解一段时间后M室pH降低，N室pH升高 C．a、b、c为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜 D．W极的电极反应式为 题型07 电解原理的应用 一、电解饱和食盐水——氯碱工业 通电时，阳极： Cl- 被氧化为______，电极反应式为：______ 阴极：水电离产生的H+ 被还原为______，电极反应式为：____________总反应式为：____________ 离子方程式：__________________ 二、电镀 电镀时一种利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的加工工艺。 电镀的主要目的时使金属增强抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观。 电镀时，通常把待镀的金属制品一端作______，镀层金属作______，用含镀层金属离子的溶液作电镀液。 三、电冶金 金属冶炼就是使矿石中的金属离子 得 电子变成金属 单质 的过程：____________ NaCl在高温下熔融并发生电离，电离出自由移动的______和______， 通电后发生以下反应： 阳极：__________________ 阴极：__________________ 总反应：__________________ 【典例7】（24-25高二上·广东东莞·阶段练习）利用下列装置进行实验，能达到相应实验目的的是 A．从粗银(含Cu、Au 等)中提取银 B．检验是否沉淀完全 C．蒸干MgCl2溶液获得MgCl2固体 D．用标准KMnO4溶液滴定未知浓度的FeSO4溶液 A．A B．B C．C D．D 【变式7-1】（24-25高二上·广东茂名·期末）利用如图所示装置可将电解原理广泛应用于工业生产，当X、Y选用不同材料时，下列说法中正确的是 A．氯碱工业中，X、Y均为石墨，X附近能得到氢氧化钠 B．电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属 C．铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是 D．外加电流保护法中，X是惰性阳极，Y是被保护的金属 【变式7-2】（25-26高二上·广东广州·月考）我国科学家研发了一种水系可逆电池，将两组阴离子、阳离子复合膜反向放置分隔两室电解液，充电、放电时，复合膜层间的解离成和，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．放电时，正极的电极反应式为 B．放电时，复合膜层间有解离，正极区溶液增重 C．放电时，正极区升高 D．充电时，与外接直流电源正极相连，将电能转化为化学能 【变式7-3】用惰性电极电解溶液可制金属铅，电解装置如图所示。已知：，下列说法不正确的是 A．电极a附近有气体生成 B．电极b的电极反应为： C．电解一段时间后，在右室加入PbO，可实现右室电解液的再生 D．通过质子交换膜从左室流向右室，左室溶液的pH增大 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $